「天圓地方」表示古人不知道地球是圓形?請還中國歷史以清白!

明文廣記 發佈 2024-04-27T07:43:19.027000+00:00

網上某度搜索,發現很多聲稱中國古人不知道地球是圓形的的信息,利瑪竇給中國帶來了地球是圓形的認識,其中不乏權威媒體和網站。

一、緣起

網上某度搜索,發現很多聲稱中國古人不知道地球是圓形的的信息,利瑪竇給中國帶來了地球是圓形的認識,其中不乏權威媒體和網站。



經常有人用「天圓地方」來說明中國古人不知道地球是圓形的。初中地理教材七年級上冊第一章第一節講到地球形狀,說明中國古人不知道地球是圓形的,就用了「天圓地方」的描述。

很多人認為明末西方傳教士利瑪竇來到中國,將地圓說傳入中國,畫出了圓形的世界地圖,才給中國帶來了地球是圓形的認識。

也經常有人用1793年來華的英國馬戛爾尼使團給乾隆送地球儀等天文器材禮物,但乾隆不感興趣的案例,表示中國人既不知道地球是圓形也不探索新知的精神。


也有人認為張衡製造渾天儀闡釋渾天說,已經認識到地球是圓形的。但在南京大學出版社的《圖解天文學史》和中國科學技術出版社的學術專著《中國古代天文學思想》裡都表示,渾天說並沒有明確認識到地球是圓形的。

「天圓地方」表示大地是個平面嗎?中國古人真的不知道地球是圓形的嗎?是西方傳教士給中國人帶來地球是圓形的認識嗎?


二、對「天圓地方」的誤解

翻遍詞典,查遍度娘,沒有發現一個地方說「方」是平面的意思。外圓內方、外方內圓的「方」也不可能是指平面的意思。怎麼到了「天圓地方」的「方」就會指大地是平面的意思呢?

「天圓地方」這個成語最早出自《周髀算經》。《周髀算經》是算經的十書之一,是中國最古老的天文學和數學著作。《周髀算經》是古人累積完成的著作,是分部分完成的,最早的部分應該是在西周初期的公元前11世紀,最晚的部分不會晚於西漢時的公元前100年。

《周髀算經》之《卷上》中關於「天圓地方」相關內容如下:

昔者周公問於商高曰:「竊聞乎大夫善數也,請問古者包犧立周天曆度。夫天不可階而升,地不可得尺寸而度。請問數安從出?」

商高曰:「數之法,出於圓方。圓出於方,方出於矩。矩出於九九八十一。故折矩,以為句廣三,股修四,徑隅五。既方之外,半其一矩。環而共盤,得成三、四、五。兩矩共長二十有五,是謂積矩。故禹之所以治天下者,此數之所生也。」

周公曰:「大哉言數!請問用矩之道?」

商高曰:「平矩以正繩,偃矩以望高,覆矩以測深,臥矩以知遠,環矩以為圓,合矩以為方。方屬地,圓屬天,天圓地方。方數為典,以方出圓。笠以寫天。天青黑,地黃赤。天數之為笠也,青黑為表,丹黃為里,以象天地之位。是故知地者智,知天者聖。智出於句,句出於矩。夫矩之於數,其裁製萬物,唯所為耳。」周公曰:「善哉!」

注意:「天圓地方」一詞在上段中。

翻譯一下這一段話的大概意思就是:

周公問:「聽說先生您很善於數學,請問古時伏羲是如何確立周天曆法的。天沒有階梯可升,地不能用尺寸可以直接量得,不知天文地理數據從何而來?」

商高說:「數學度量的方法來自方圓幾何。圓形面積不好計算,可以轉換成方形來計算。用方形可以作出圓形,用矩尺可以作出方形。一個大正方形可以分成81個小正方形,每個小正方形的邊長是1,則大正方形的面積是81。一個四邊形,畫一條對角線,成為了兩個直角三角形,在直角三角形中的一條直角邊長等於3,另一條直角邊長等於4,則斜邊長就等於5。以直角三角形的三條邊為邊長,可得三個正方形,根據三個正方形面積關係可得3*3+4*4=5*5=25。如果一個直角三角形直角邊長分別為a和b,斜邊長為c,就有c2=a2+b2。」

周公說:「算數真是高深莫測啊!請問用矩有什麼大道理呢?」

商高說:「平矩可以校正水平與準繩,偃矩可以測量遠物的高度,覆矩可以測量深度,臥矩可以測量距離遠近,環矩可以畫圓形,合矩可以畫方形。方之法適合地理,圓之法適合天文, 因此搞天文要用圓周表達、搞地理要用方格圖形來計算(「天圓地方」)。方形幾何是數學的本源,從方形面積可以得到圓形面積。天就像是一個斗笠罩著一樣,我們可以觀測到大氣層之外是青黑色,大地之內是黃紅色。世界就象斗笠一樣,它的外表面是青黑色的,內核里是黃紅色的,通過觀測這些影像與地球的不同時間的相對位置和距離,就可以獲得系統的天文數據。所以說能夠掌握地理知識的人,可以稱為智者,是聰明人。而能夠掌握天文知識的人才能稱為聖人。人就是利用勾股玄的關係,要把天地萬物之間的數理關係都研究清楚,實在是了不起。」

周公讚嘆道:「真好啊!」

註:矩就是矩尺,是一種曲尺,可以用來畫直角三角形,樣圖如下。兩個直角三角形合起來就是方形。沿著正方形的最中心(對角線中點)轉動,可得無數正方形,所有正方形的四角頂點可以形成一個圓形。

這段文字談的「方圓」作為計算三角形、方形和圓形面積的關係,用來找到度量天地尺寸的方法。「圓」出自於「方」,天多「圓」、地多「方」,所以少不了用勾股定理來計算。這也是世界最早介紹勾股定理方法的書籍。結合上下文, 根本沒有表達過「天圓地方」有「天是圓的、地是平的」這種含義。全文真正表達的中心思想是方與圓是度量方法和工具,而不是度量的結果, 更不是天地本來的性質。

其實「方屬地,圓屬天,天圓地方」這句話包含有易經的陰陽學說的表達方法,方是坤地、圓是乾天的含義,方圓兩種圖形是陰陽相對的關係,是對立統一、看不來不一樣、實際上可以互相轉化的關係。


大戴禮記》是西漢中期戴德編著的禮制著作。書中引用曾子之言:「如誠天圓而地方,則是四角之不掩也。」意思是如果真的天是圓的、地是方的,那麼四邊就蓋不住了。

曾子進而解釋:「天道曰圓,地道曰方,方曰幽而圓曰明。」意思是說天道是圓的明亮的,地道是方的幽暗的,這是指陰陽相對之道而已。

西漢時期有人把「天圓地方」理解成「天是圓形的, 地是方形的」,而且有人已經意識到這是不可能的,是荒謬的。現在還有人用「天圓地方」來說明天是圓的、地是平的,不是更荒謬嗎?


三、古代天文曆法氣象機構和宇宙觀

天文曆法氣象,是中國古人對太陽、月亮、其他星星、地球及相互位置關係進行詳細觀測記錄的綜合成果。

中國古代農耕發達,從上古時代就開始重視觀象授時,以確定農耕時間、氣候狀況等。天文曆法和氣象不僅關係到農耕,更關係到政權合法性,要通過觀察太空預測吉凶,這就是占星。所以歷朝歷代都很重視天文曆法氣象工作,並設有專門機構負責天文立法氣象工作。

中國古代的占星不是算命,它相當於天文、曆法、氣象觀察員和研究員。通過觀察天體的視運動來預測吉凶、修訂曆法、預測氣象等,是帶有科研性質的工作。

中國古代天文曆法氣象機構一覽

朝代

天文曆法氣象機構

說明

羲氏與和氏觀星象,敬授人時。氣象機構多由世襲專業人員如羲、和、重、黎等充任。

天文觀測台叫清台。

設立官職有巫、多卜、占、作冊等。

巫是最高的宗教官,掌握占卜「天象」與「氣象」的大凶大吉;多卜、占是負責占卜天象和氣象的專職人員;作冊是史記官,負責記錄氣象。此外,政務官卿士在商代有時也兼管祭祀、占卜、曆法、軍事。天文觀測台叫神台。

大史負責天象曆法。

掌建邦之天神、人鬼、地示之禮的「大宗伯」;以日月星辰占夢之吉凶的「占夢」;掌天文曆法的「大史」;掌觀察星辰日月變動、辨明測知天下吉禍福的「保章氏」等。各天文官的級別、僚屬等,均有明確規定。其中「大宗伯」級別高,職掌範圍較大,天文事務是其管轄的一部分。天文觀測台叫靈台。

太史令兼管天象曆法。

西周、春秋時太史掌管起草文書,策命諸侯卿大夫,記載史事,編寫史書,兼管國家典籍、天文曆法、祭祀等,為朝廷大臣。

太史令兼管天象曆法。

由太常掌管祭祀、陵廟、文化,包括天文氣象。太常屬官有太史令,具體負責天文氣象,其屬下有大典星、治歷、望氣、望氣佐等官員,負責天文氣象工作。漢代有建章宮和靈台兩處觀天觀象場所,前者為王者親自觀天場所,後者為天文氣象專職人員觀測處。

設立太史監。

隋設太史曹,置令、丞各2人,司歷2人,監候4人,其歷、大文、漏刻、視昆,分設外觀象台和內觀象台,外觀象台山太史令統轄。隋太史置天文博士,掌教習天文氣色。皇朝因隋,置天文博士二人,正八品下。長安四年省天文博士之職,置靈台郎以當之。

設立太史局,設司天台。

唐代太史局多次更名,曾用過渾天監、渾儀監、太史監、司天台等。司天台,是唐代新設立的部門,類似國家天文台,主要職務為觀察、記錄天象,還負責將日月星辰、風雨雷電的異常情況及時向皇帝稟報,以便其根據這些現象調整國事。司天台內部根據人員具體職責的不同,分為專職曆法、氣象、計時的官員,其中掌握計時技術的為「漏刻博士」,官職雖然不大,只是從九品,但卻責任重大,同時觀察日月變化,敲擊鼓、鍾等進行報時。

與太史局、太史院並置司天監。

設有太史局,掌測驗天文,考定曆法。北宋的內觀象台稱為禁台。太史局掌「凡日月、星辰、風雲、氣候、祥眚之事,日具所占以聞,歲頒歷於天下,則預造進呈。」其別局有天文院、測驗渾儀刻漏所,掌渾儀台晝夜測驗辰象,其官有令,有正,有春官、夏官、中官、秋官、冬官正,有丞,有直長,有靈台郎,有保章正。宋代氣象預報分為朝廷、軍隊和民間等系統。朝廷的氣象預報主要由太史局、翰林天文院兩個機構負責。兩套機構並存,互相驗證,確保準確。太史局中,具體觀察天象、氣象的是崇天台,又稱禁台。翰林天文院也有精密高端的設備,宋史記載 「置渾儀於翰林天文院之候台。」而且有專職研究人員和教學人員。培養的學生都是本院的後備專家。

與太史局、太史院並置司天監。

金代設司天台,隸秘書監,掌天文歷數風雲氣象,兼教授生員。設提點、監、少監、判官、教授、司天管勾等。轄天文、算曆、三式、測驗、漏刻諸科。元初因金制,立司天台,隸秘書監。在上都(今內蒙古正藍旗境內)建立回回司天台,1276年在大都(今北京)建立觀象台。元代也置有內靈台(觀象台),設有靈台郎1人,監候6人,副監候6人,星曆生44人,挈壺正1人,司辰郎2人等。

明初置太史監,後改為太史院,後又更名為司天監、欽天監,

洪武元年(1368年)設司天監,三年後改名為欽天監,設天文、漏刻、大統歷、回回曆四科,設有觀象台。明代開國時,在南京設有欽天山觀象台;在北京建都後,1425年在皇宮中建有內靈台;1436年至1449年在今北京建國門,仿南京欽天山觀象台建欽天監觀象台。欽天監是官署名,掌管天文曆法,氣象等等。

明初置太史監,後改為太史院,後又更名為司天監、欽天監,

設欽天監,分天文、時憲、漏刻、回回四科。天文科掌觀天象,書雲物譏祥;率天文生登觀硯象台,凡晴雨、風雷、雲霓、暈珥、流星、異犀,匯錄冊簿,應奏者送監,密疏上聞。時憲科掌推天行之度,驗歲差,以均節氣,制時憲書。漏刻科掌調壺漏,測中星,審緯度;祭祀、朝會、營建,諏吉日,辨禁忌。天文生分隸三科,掌司觀候、推算。陰陽生隸漏刻科,掌主譙樓、直更,監官以時考其術業而進退之。助教掌分教算學諸生。清代置設觀象台,任有欽天監。滿清欽天監設立了天文科。天文科在《清史稿·卷一百十五》中記錄為「掌握天象,書雲物禨祥」的部門,其職能是利用天文儀器對天文天象進行系統的觀察和記錄。

中國古代搞天文曆法科研的人員主要有兩大類,一類就是朝廷里負責天文曆法氣象占星的官員,另一類就是道士術士群體。

《史記•天官書》中詳細記載了從遠古到戰國的占星官員:在高辛氏以前掌管天文星象的是重、黎;唐虞時是羲、和;夏代是昆吾;殷商是巫咸;周朝是史佚、萇弘;春秋時宋國是子韋,鄭國是裨灶;戰國時齊國是甘公(甘德),楚國是唐昧,趙國是尹皋,魏國是石申。

中國歷史上湧現出了一大批頂級天文學家,大禹時代的羲氏與和氏、春秋時的甘德、石申,漢朝的落下閎、張衡,唐朝李淳風、一行、宋朝蘇頌、元朝郭守敬等人,他們在天文學上的努力與成就,讓中國古代天文學一直走在世界的前面,也由此發現了地球是圓形。

古人以太陽變化規律為依據,確定了二分二至(春分、秋分、夏至、冬至)的標準,並且已經創造並開始使用十天干和十二地支,作為劃分日期的手段。他們觀察到二十八星宿,可以作為坐標來觀察「七曜」——即日月與五大行星的運動。同時,還能觀察到一些不常見的星體,比如彗星、流星、新星等。

我國古代的歲星紀年法,就是基於對五大行星的觀測作出的總結。古代科學家們對於天體及其運行的認識進行了系統的總結,就形成了我國最初的天文知識體系。


春秋戰國時期,生產力得到大力發展,在文化上體現出了百家爭鳴的盛世景象,而天文學這一時期也得到很大發展。這時期的甘公、石申所著的《甘石星經》是我國也是世界上最早的一部天文學著作。

《甘石星經》以甘德、石申兩人記錄的關於宇宙星系變化情況為主要內容,反映了戰國時代天文學成就,是世界上最早成書的恆星和五行星的觀測記錄。《甘石星經》中的《甘石星表》最早記錄了恆星變化位置圖表,石氏部分包括二十八星宿、中官與外官;甘氏部分則系統記錄了金、木、水、火、土五大行星的運行,發現了五大行星的出沒規律,記載了八百顆恆星的名字,測定了一百二十顆恆星的方位。

《甘石星經》中的《甘石星表》所載星座的測量形式,是中國天文測量學上獨特的赤道坐標系。這個星表也是世界上最早的星表,後世許多天文學家在測量日、月、行星的位置和運動時,都要用到《甘石星經》的數據。


古代中國先秦至秦漢時期,經過大量的天文觀察和總結,關於天地結構逐漸形成了三種主要的系統性的學說,分別是宣夜說、蓋天說和渾天說,這是三種不同的宇宙觀。


宣夜說:認為「天」並沒有一個 固定的天穹,只不過是無邊無涯的氣體,日月星辰就在氣體中漂浮遊動。關於宣夜說的命名,是因為觀測星星常常到夜半不睡覺。宣夜說的進一步發展,還牽涉到天體的物理性質問題,如天空充滿氣體,日月星辰也是氣體,只不過是發光的氣體。宣夜說幾乎沒有怎麼描述天地關係以及大地的形狀。

宣夜說由於不能被用來解釋各種天象,預報日月食和校訂曆法,很快就被天文學界所拋棄。


蓋天說出現於商末周初。天在上,地在下,天為一個半球形的大罩子是其主要觀點。南北朝時期民歌《敕勒歌》中「天似穹廬,籠蓋四野」兩句就是對蓋天說的形象化說明。

蓋天說一共有兩種,第一種就是天圓地平說。《晉書·天文志》說:「天圓如張蓋,地方如棋局。」 第二種蓋天說將方形大地改為拱表大地,在《晉書·天文志》中又說「天象蓋笠,地法覆舟。」這時已經有了拱形大地的認識。

蓋天說在漢代以前曾長期統治天文學界,東漢以後,逐漸被渾天說所取代。


渾天說則是中國古代流傳最廣、影響也最深的一種天地觀。代表人物之一是張衡,他在《渾天儀注》中寫道:「渾天如雞子。地如蛋中黃,孤居於內,天大而地小。」


四、古人對地球形狀的認識的歷史發展過程

前文介紹過,《周髀算經》的成書年代是西周至西漢。《周髀算經》裡明確記載:「天似蓋笠,地法覆盤」。覆盤只能是圓盤,盤子是內凹形的,覆盤倒扣則成拱盤之形。也就是說,《周髀》的天地形態是:天像斗笠,蓋著像覆盤一樣的拱形大地。這證明中國早在先秦時期就認識到大地是有弧度的。

《周髀算經》裡面提到了春分、秋分晝夜平分,還有關於"晝夜易處"的論述。夏至、冬至。我們所處的地方是一個斗笠,太陽不見的時候,就是去了另一個斗笠。兩個斗笠合起來,就是類圓形。所以說,在《周髀算經》成書之時就認為地球是一種「類圓形」。

《周髀算經》:南至夏至之日中,北至冬至之夜半,南至冬至之日中,北至夏至之夜半。

春分之日夜分以至秋分之日夜分,極下常有日光。秋分之日夜分以至春分之日夜分,極下常無日光。故春秋分之日夜分之時,日所照適至極,陰陽之分等也。冬至、夏至者,日道發斂之所生也至,晝夜長短之所極。春秋分者,陰陽之修,晝夜之象。晝者陽,夜者陰。春分以至秋分,晝之象。秋分至春分,夜之象。故春秋分之日中光之所照北極下,夜半日光之所照亦南至極。此日夜分之時也。


《周髀算經》是蓋天說的理論。蓋天說是人在天地之內站在地平線上觀測天象所以只能看地平以上的半面,此時斗笠形狀的半圓好像張開的傘蓋,所以稱為蓋天。而合併地上與地下兩個半圓球體,就是天體之整個大圓。


渾天說可能始於戰國時期。屈原《天問》:「圜則九重,孰營度之?」這裡的「圜」有的注家認為就是天球的意思。

西漢末的揚雄提到了「渾天」這個詞,這是現今所知的最早的記載。他在《法言·重黎》篇里說:「或問渾天。曰:落下閎營之,鮮于妄人度之,耿中丞象之。」揚雄是在和《天問》對照的情況下來說這段話的。由此可見,落下閎時已有渾天說。

落下閎(前156年—前87年),字長公,西漢時期天文學家,巴郡閬中 (今四川閬中)人。他創製《太初曆 》,決定性地影響了中國曆法結構;提出渾天說,創新中國古代「宇宙起源 」學說;發明「通其率」,影響中國天文數學2000年。

落下閎提出了渾天說。「渾天如雞子。天體圓如彈丸,地如雞子中黃「明確說明了地球是球形,渾天說認為全天恆星都布於一個「天球 」上,而日月五星則附於「天球」上運行,這與現代天文學的天球概念十分接近。


在漢武帝改歷過程中曾發生激烈的爭論,這是中國歷史上的重大科學事件「渾蓋之爭」。漢武帝支持洛下閎的渾天說,否決了司馬遷等太史令們的舊說。渾天說的天球概念與觀測一致,受到天文學家普遍承認。蓋天派的保守學者們窮於應付,一方面綜合前人成果完善《周髀算經》,另一方面苦心構造各種說詞和數字以求擺脫困境。他們可以置諸多疏漏於不顧,唯求「天不得轉入地下」這個基本觀念不被推翻。結果是如蔡邕所說:「周髀術數俱存,驗天多所違失」。


西漢時期的王充(27-97年)的《論衡·談天》篇多次使用了渾天說的名詞概念,表明了自西漢中期以來渾天說的宇宙觀已經成為當時知識階層的共同知識,其他很多典籍如《淮南子·天文》、《白虎通·天地》、《乾鑿度》、《鉤命訣》裡也有類似描述,說明很多人都在自覺地傳播、利用甚至發展渾天說思想。


東漢時期,張衡(78-139年)發展了渾天說。基本模型是「渾天如雞子,天體圓如彈丸,地如雞子中黃,孤居於天內,天大而地小」。「地如蛋中黃」這五個字表達得清清楚楚。同時也認為「宇之表無極,宙之端無窮」。也就是說,天如同無窮大的雞蛋,地如同有限大的雞蛋黃。同時期對立的蓋天說,也拋棄了原來的「天圓地平」的說法,而是認為地是以北極為頂點的半球形。但在朝廷的一次辯論中,渾天說擊敗了蓋天說,被當時的漢安帝欽定為官方學說。

《渾天儀注》:「渾天如雞子,天體圓如彈丸,地如雞子中黃,孤居於天內,天大而地小。天表里有水,天之包地,猶殼之裹黃。天地各乘氣而立,載水而浮。周天 三百六十五度又四分度之一,又中分之,則半一百八十二度八分度之五覆地上,半繞地下,故二十八宿半見半隱。其兩端謂之南北極。北極乃天之中也,在正北,出地上三十六度。然則北極上規徑七十二度,常見不隱。南極天地之中 也,在正南,入地三十六度。南規七十二度常伏不見。兩極相去一百八十二度強半。天轉如車轂之運也,周旋無端,其形渾渾,故曰渾天。

根據張衡的認識,宇宙結構應該是這樣的形狀:

因為張衡的另一本書《靈憲》裡面有寫「天體於陽,故圓以動;地體於陰,故平以靜」,所以有人說張衡認為地是平的。其實了解古代易經思想就能理解,這種表述跟「天圓地方」類似,是用天地陰陽對立的認識來看待天地,我們從表面上看,大地確實是平的,但這並不表示張衡認為地球是平的,這跟他的「地如雞子中黃」和渾天儀形狀完全對不上號。


渾天說存在兩大宇宙結構,其一為雞子,其一為彈丸說。雞子說主張天體為橢圓形,而彈丸說則主張天體為正圓形。葛洪引《渾天儀注》曰:「天如雞子,地如雞中黃。」王蕃概括張衡之說曰:「前儒舊說,天地之體,狀如鳥卵。」王蕃不同意雞子說 ,他主張「天體圓如彈丸」,又說:「然則績亦以天形正圓也,而渾象為鳥卵,則為自相違背」。

但民間仍然有很多學者相信蓋天說。當時,無論渾天說還是蓋天說,都由嚴格觀測數據和計算方法支持形成數學模型,要為曆法制定提供理論依據。


東漢時期的道教經典《靈寶經》以天地為研究對象,直接探索天地運行之道,以及天地的起源,建立了完整的道、陰陽氣和萬物的物質體系,用該物質觀全面解釋了天地周而復始的年運動,以及與天地有機配合的月日運動,構建了完整的獨特的天文理論體系,其知識深廣度和對中國文明的奠定作用是無可置疑的。《靈寶經》中說地球是球形並且象輪子一樣旋轉運動。

《靈寶經·真原義》:天地之形,其狀如卵。六合之內,其圓如毬。日月出沒,運行於一天之上,一地之下。上下東西,周行如飛輪。東生西沒,日行陽道。西生東沒,月行陰道。一日之間,而分晝夜,冬至之後,日出自南而北。夏至之後,日出自北而南。冬之夜,乃夏之日。夏之夜,乃冬之日。一年之間,而定寒暑。


《靈寶畢經》繼承了《靈寶經》中的說法。

東漢鍾離權所著《靈寶畢經》引《真原》曰:天地之形,其狀如卵,六合之內,其圓如球。日月出沒,運行於一天之上,一地之下,上下東西,周行如飛輪。東生西沒,日行陽道,西生東沒,月行陰道,一日之間,而分晝夜。冬至之後,日出自南而北,夏至之後,日出自北而南,冬之夜乃夏之日,夏之夜乃冬之日,一年之間,崦定寒暑。


五代時的《鍾呂傳道集》繼承了《靈寶經》中的說法。

《鍾呂傳道集》:「混灣初分,玄黃定位。天地之狀,其形象卵。六合之中,其圓如球。日月出沒,運行於一天之上、一地之下。上下東西,周行如輪。凡日之東出而西,未沒為晝;西沒而東,未出為夜。是此日之出沒以分晝夜也。若月之出沒,不同於日。」


《華嚴經》中說的風輪就是包裹地球的空氣,佛教說地為輪,指的是大地是圓球形。

《華嚴經》中《如來出現品》說:"風輪持水輪,水輪持地輪,地輪依水輪,地輪依風輪,風輪依虛空,虛空無所依,而能令三千大千世界安住。"


唐朝的《開元占經》引東漢·張衡《渾儀注》中,也沿用了地如雞子中黃的說法。

《開元占經》:「渾天如雞子,天體圓如彈丸,地如雞子中黃,孤居於內。天大而地小,天表里有水。天之包地,猶殼之裹黃」。


唐朝的李淳風《乙巳占·卷第一·天數 第二》引 三國東吳王蕃之言,沿用了鳥卵說。

《乙巳占·卷第一·天數 第二》:「天地之體,狀如鳥卵。天包地外,猶殼之裹黃也。周旋無端,其形渾渾然,故曰:渾天也」。


隨著天文觀測的進步和數據的積累,唐玄宗時期的一行和尚徹底推翻了蓋天說,並為唐玄宗制定了一部大衍曆作為官方曆法。從此渾天說成為公論。

《舊唐書》記載,唐代一行奉命製作《大衍曆》時,挑選了13個點觀測北極星高度,最南端在越南境內,測量出北極星角度約為17.07°,最北端今天俄羅斯境內,測出北極星角度為52°,由此發現了緯度。一行測量了地球子午線一度的弧長,已經是明確知道地球是圓的了。

《舊唐書》:計南北極相去才八萬餘里, 其徑五萬餘里。

《新唐書》:又若樹兩表,南北相距十里,其崇皆數十里,置大炬於南表之端,而植八尺之木於其下,則當無影。試從南表之下,仰望北表之端,必將積微分之差,漸與南表參合。表首參合,則置炬於其上,亦當無影矣。又置大炬於北表之端,而植八尺之木於其下,則當無影。試從北表之下,仰望南表之端,又將積微分之差,漸與北表參合。表首參合,則置炬於其上,亦當無影矣。復於二表間更植八尺之木,仰而望之,則表首環屈相合。若置火炬於兩表之端,皆當無影矣。夫數十里之高與十里之廣,然猶斜射之影與仰望不殊。今欲憑晷差以指遠近高下,尚不可知,而況稽周天裡步於不測之中,又可必乎?


北宋張載更將地稱為"圓轉之物"。張載以第三者角度,論述宇宙並非圍繞大地而轉,而是大地自轉,並明言大地乃「圓轉之物」。如果從日月起沒大地上下的渾天認識,如果大地是盤狀的,那麼是無法「圓轉」的,所以大地一定是圓球形的。

《正蒙·參兩篇》:「凡圜轉之物,動必有機。既謂之機,則動非自外也。古今謂天左旋,此直至粗之論爾,不考日月出沒、恆星昏曉之變。愚謂在天而運者,惟七曜而已。恆星所以為晝夜者,直以地氣乘機左旋於中,故使恆星、河漢因北為南,日月因天隱見。太虛無體,則無以驗其遷動於外也。天左旋,處其中者順之,少遲則反右矣。地,物也;天,神也。物無踰神之理,顧有地斯有天,若其配然爾。」


《元史》記載,元代郭守敬奉命製作《授時曆》時,挑選了27個點觀測北極星高度,最南端在南海,測量出北極星角度為15°,最北端在北海,測量出北極星角度為65°,再次確認了緯度差別。如果地球是平的,那麼北極星角度應該不會太大變化。

《元史》記載,元代耶律楚材製作《西征庚午元歷》時,組織人員測量了尋斯干城和開封城的月食,發現尋斯干城的月食比開封月食早了約1更半,由此發現了經度。如果地球是平的,那麼地球上任何一點觀測月食,時間應該都一樣,但元朝卻發現不同地區月食出現時間略有不同。

趙光義十三世子孫、元代趙友欽在《革象新書》中,首次明確論證了「地圓說」,趙友欽說,人無法通過肉眼觀測江、湖中的船隻來判定大地是圓的,但在天氣很好的時候,可以通過觀測遠處的大山來判斷,因為遠山很大。

《革象新書》:「地體雖渾圓,百里數十里不見其圓,人目直注,不能環曲。試泛舟江湖,但見舟所到之處隆起,而水之來不見其首,水之去不見其尾。洞庭之廣,日月若出沒其中,遠山悉在環曲下,不為障也。測北極出地高下(即緯度差異),及東西各方月食之時刻早晚(即經度差異),皆地體渾圓,地度上應天度之證。」


元朝已經製作了地球儀。趙友欽於1267年完成論證地圓說,由此,札馬魯丁於當年製作地球儀。

《元史•天文志》(元史 卷四十八 志第一)記載:「西域儀象。世祖至元四年,札馬魯丁造西域儀象:……苦來亦阿兒子,漢言地理志也。其制以木為圓球,七分為水,其色綠,三分為土地,其色白。畫江河湖海,脈絡貫串於其中。畫作小方井,以計幅圓之廣袤、道里之遠近。」



在中國,對天地形態的認識多種多樣,天蓋地平、天圓地平、天笠地盤、天笠覆盤、天地如卵等等認識,它們雜次而生,同時存在大量的文獻記載和考古證據,有清晰的發展脈絡可以考證。

綜述以上信息,可以看出,中國古代人對地球的形狀,從西周時就有了球形的認識,後來隨著天文學的發展,認識逐漸清晰。在東漢張衡時就認識到地球是球形,到唐朝僧一行時更加明確認識到地球是球形。渾天說在中國古代天文學界、道教經典、佛教經典中一直占主導地位,而且通過各種書籍廣泛傳承。


五、近代地圓說的傳播和古人地圓認識問題小議

明末利瑪竇等西方傳教士來到中國後,先後都對西方的地圓學說作過不同程度的介紹,但在當時"驟聞而駭之者甚眾" 。後來許多人都認為地圓學說是明末利瑪竇從西洋傳入的中國的。清初地理學家劉獻廷就曾指出:"地圓之說,直到利氏西來而始知之。"

郭子章在《黔草·山海輿地圖全序》中也說:"利生之圖說曰:天有南北二極,地亦有之,天分三百六十度,地亦同之,故有天球,有地球,……渾淪一球,原無上下,此則中國千古以來未聞之說者。"


只有梅文鼎經過考證後在其巨著《歷算全書·卷一·論地圓可信》中,在詳細考證古天文文獻及相關數據後指出:"地圓之說,固不自歐邏西域始也。" 直到晚清,仍然有很多人認為地圓學說是利瑪竇傳入中國的。

梅文鼎是清初的天文學家、數學家,為清代「歷算第一名家」和「開山之祖」,他與英國牛頓,日本關孝和(日本算聖),三人並稱「三大世界科學巨擘」,又是一個世界聞名中國人不知的歷害人物,在天文曆法和數學上擁有極高的成就。


何盛林說:"夫地圓於球說盛於西人,而中國古書實導其先。即如《算經》曰:天象蓋笠,地法覆盤。蓋笠之形中高而四圍下,盤而覆,形亦如之,是地圓《周髀》已明言之矣。"

1872年《申報》上發表一篇《地球說》,文章開宗明義指出:"近世言天文者,輒謂地球之說創自泰西,不知古書中早具言其理,特未詳辨別其形,非至利瑪竇、湯若望諸人始獨辟奧窔也。"

後來鄭觀應在《盛世危言》中也指出,"星氣之占始於臾區,勾股之學始於隸首,地圖之學始於髀蓋,九章之術始於周禮,地圓之說創自管子" ,所有的西法都是中國古已有之的。其他類似主張者頗不乏人。

譚嗣同在《石菊影廬筆識》中也寫道:「《曾子·地圓篇》、《管子·地圓篇》、《周髀》繞地一周,地斜故有寒暑。《緯書》地有四游,皆通西學。」「地圓之說,見於《內經》、《周髀算經》、《大戴禮記》及郭守敬,非發於西人。且月之食也,食之者,地之圓影。地不圓,影何以圓?此猶可昭昭目驗者也。」


隨著《海國圖志》、《瀛環志略》、《康輶紀行》、《海國四說》等書風行海內,地圓學說也得到廣泛傳播。

隨著地理學研究的深入和更多的國人走出國門,越來越多的人開始相信地為球體。"留洋"的華人也在日記中也留下了大致相同的記載。


可能有人會用這種邏輯來說明中國古人不知道地球是圓形:中國大多數古人不知道地球是圓的,所以中國古人不知道地球是圓的。

那麼,到現在還有不少美國人認為地球是平的。

如YouGov組織2018年對8000多名美國成年人的調查表明,有多達六分之一的美國人並不完全確定我們所處的世界是圓形的。Datafolha Institute對2000多名巴西成年人的調查也表示,7%的人拒絕承認圓形地球的概念。

「地球是平的」理論的相信者越來越多,圍繞著地平論的組織也隨之誕生。美國的「扁平地球協會」就是一個宣傳地球是平的組織,致力於為相信「圓形地球」的人科普掃盲,傳播地平論的核心觀念。這個組織解答了很多「圓形地球人」的疑惑,各種不同的假說看得人眼花繚亂。

你能根據這些信息說美國人不知道地球是圓的嗎?如果說「不」,那麼對中國古人也一樣,不能因為少量人認識到地球是圓的,大量的人不知道地球是圓的,就說中國古人不知道地球是圓。這樣就是在玩弄雙重標準。


結語

人類對世界的認識是不斷發展的,從簡單到複雜,從具象到抽象,這是人類認識世界的必然規律。在認識過程中,新舊觀點、新舊認識必然會產生衝擊、碰撞、糾偏、改錯、融合、取代等等過程,而這個過程也必然曲折複雜的。

中國古人認識地球是圓球也有一個曲折複雜的發展過程,但是這個過程確實存在,不容否定。現在還有人堅持中國古人不知道地球是圓形,這是針對中國的歷史虛無主義,是害人的偽科普。

中國古代天文學功勳卓著,成就非凡,這是值得我們驕傲的歷史和文化!


參考文獻:

《中國古代天文學思想》,中國科學技術出版社,陳美東著

微信公眾號「舞天玄姬」《簡略說中國歷代天文氣象機構》

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